Оборудование для измерения дымности

Разработанный в ВНР прибор (В СССР применяются приборы ИД-1, ИДА-106 «Атлас», К-261.) для измерения дымности модели ФМ-1 (рис. 19) применяется для определения плотности содержащихся в выхлопных газах твердых частиц сажи с помощью их выделения косвенным методом. Принципиальная схема прибора при­ведена на рис. 20.

Проверка может быть осуществлена с помощью прилагаемой эталонной цветной «шкалы Бош» (Аналогично работает отечественный  при­бор ИД-1.) (рис. 21), которая соответствует величинам дым­ности 40,50 и 60 %. Пятно сажи, рас­положенное против отверстий на середине эталонов зонда, сравнивают с цветной шкалой. Среднесерый цвет эталона соответствует еще допустимой степени загрязнения. Полную «шкалу Бош» можно видеть на рис. 22.

Изображенный на рис. 23 прибор модели RDM-4 измеряет плотность дыма косвенным методом, при котором в мерную трубку подается определенное количество выхлопных газов, погло­щающих луч света. Это поглощение и измеряет прибор (Аналогично работает отечественный прибор ИДА-106 «Атлас».).

 dhdhudhndhnydhdhndhРис.  19. Прибор для измерения дымности моде­ли FM-1 с установленными фильтрами

dhdhudhndhnydhdhndh1Рис. 20. Прибор  для   измерения  дымности   мо­дели FM-1:

/ — зонд для отбора проб; 2 — соединительная го­ловка; 3 — поршень; 4 — цилиндр; 5 — шток поршня; 6 — пружина; 7 — дистанционное управление: 8 — мембрана; 9 — защелка; 10 — разобщитель мембра­ны; //— корпус; 12 — фильтровальная бумага

dhdhudhndhnydhdhndh2Рис. 21. Эталонная цветная «шкала Бош»

dhdhudhndhnydhdhndh3Рис. 22. Полная эталонная «шкала Бош>;

dhdhudhndhnydhdhndh4Рис. 23. Прибор для измерения дымности RDM-4

dhdhudhndhnydhdhndh5Рис. 24.  Комплект оборудования прибора: / — соединительная  муфта;  2 — гибкий  шланг;  3 — соединительный   патрубок;  4 — изогнутый   зонд;  5 — прямой зонд; 6 — гибкое соединение

Прибор выпускается в переносном исполнении и может работать от батареи (аккумулятора) или сети. Комплект оборудования прибора пред­ставлен на рис. 24.

Измерение дымности по методу поглощения можно также осуществлять с помощью предназначенного для этого прибора модели «Хартридж». Принцип его работы показан на рис. 25.

Прибор имеет два мерных цилиндра одинаковой величины. Через отверстие в середине первого цилиндра с помощью вентилятора 1 в прибор подается воздух под определенным давлением. Чистый воздух сначала выходит через концы цилиндра, а затем непрерывно во время замера омывает источник света 2 и фотоэлемент, расположенные у концов второго цилиндра.

Выхлопные газы через клапан-огра­ничитель давления 3, через сборник кон­денсата и отверстие в середине пода­ются во второй цилиндр. Поступление газа может происходить только в том случае, если давление выхлопных газов превышает противодавление, создава­емое вентилятором. Источник света и чувствительный фотоэлемент установ­лены на одной общей вращающейся оси таким образом, что по желанию могут быть размещены у концов как первого, так и второго цилиндра. Во время замера измеряющая система располага­ется у цилиндра, заполненного вы­хлопными газами, а при юстировке — у цилиндра, заполненного воздухом. Для правильного выполнения замеров и получения достоверных результатов ' необходимо с помощью потенциометра установить ноль прибора. Индикатор подключенного к фотоэлементу прибора дает отклонения, пропорциональные плотности выхлопных газов; таким об­разом, по шкале процентов можно определить  содержание  частиц  сажи.

Ввиду ужесточения международных ограничений на дымность двигателей и повышения требований по охране окружающей среды возникла необ­ходимость в разработке более совер­шенных средств измерения дымности. В результате двухлетних исследова­тельских и конструкторских работ был создан «свободно поточный» (никак не воздействующий на параметры истече­ния выхлопных газов) прибор FM-2 с поперечным лучом света для из­мерения дымности.

Этот прибор позволяет также раз­решить весьма трудную проблему, заключающуюся в том, что «резуль­таты», полученные с помощью сущест­вующих измерителей дымности, создан­ных и работающих на основе разных принципов, невозможно сравнивать не­посредственно, а вводимые при со­поставлениях поправки вызывают отклонения от истинных результатов до 10-20 %.

До сих пор в международном плане стояла также проблема применимости существующих приборов для определе­ния эмиссии дыма к выпускаемым (находящимся в эксплуатации) тран­спортным средствам. Первопричина такого недостатка в том, что эти при­боры предназначены в первую очередь для измерения дымности двигателя, работающего в установившемся режи­ме. В противоположность этому раз­решены были только методы измерения дымности выпускаемых (эксплуати­руемых) машин на так называемых свободных, переменных режимах.

Различные приборы, применяемые для определения дымности выпуска­емых (эксплуатируемых) автомобилей, дают однотипные ошибки, величина которых зависит от конструкции дан­ного прибора.

Прибор для измерения дымности модели FM-2 действует по принципу просвечивания поперечным лучом света свободного потока. Оптическая ось источника света / (рис. 26) и распо­ложенного напротив него фотоэлемен­та 2 пересекает под прямым углом ось струи обработанных газов за выхлопной трубой. При этом простом решении основная проблема заключается в том, что расстояние L, которое проходит свет в выхлопных газах, не определяется ни характеристиками прибора, ни его конструкцией, а изменяется в зависи­мости от диаметра do выхлопной трубы транспортного средства и параметров потока газов. При данном диаметре трубы do и расстоянии от нее точки проведения замера Я можно вычислить величину L. Теоретические расчеты и экспериментальная проверка по­казали, что при Н= (1,04-1,5) do вели­чина L (в соответствии с распределени­ем сложного потока) может быть взята равной do.Получаемая при этом возмо­жная относительная погрешность не превышает ±4 %.

dhdhudhndhnydhdhndh6Рис. 25. Принцип работы прибора для измерения дымности модели «Хартридж»: / — вентилятор;2 — источник света; 3 — клапан-ограничитель давления; 4 — сборник конденсата; 5— выхлопные газы с сажей

dhdhudhndhnydhdhndh7Рис. 26. Принцип  замера дымности  свободного потока:

/ — источник света; 2 — фотоэлемент; L — расстояние прохождения   света   в   выхлопных   газах;    //^-рас­стояние проведения замера; d0 — пропускной диаметр выхлопной трубы

dhdhudhndhnydhdhndh8Рис. 27. Лицевая панель прибора для измерения дымности модели FM-2: / — шкала    прибора;2 — выключатель измерения максимума; 3 — ручка  установки  нуля; 4 — выклю­чатель-переключатель диаметров; 5 — переключатель пределов интервала измерений

Прибор может работать от сети, аккумулятора автомобиля и собствен­ной батареи. На рис. 27 показана лицевая панель прибора.

Для измерения дымности на не­установившемся режиме с помощью прибора необходимо действовать сле­дующим образом:

датчик прибора -закрепить на соот­ветствующей стойке, установить за вы­хлопной трубой автомобиля, чтобы его ось пересекала осевую линию трубы в плоскости, перпендикулярной струе газа, на удалении (l-=- l,5)d0 от конца выхлопной трубы;

с помощью переключателя 4 вклю­чить питание прибора и проверить уровень напряжения элементов (мини­мум 2,5 деления по  шкале прибора);

переключателем 4 установить вели­чину диаметра выхлопной трубы;

с помощью ручки установки нуля 3 привести стрелку в положение «0» (если это не удается сделать, значит, разряжены батареи или загрязнено жаростойкое стекло);

выключатель измерения максиму­ма  2  перевести   в  положение  «max»;

воспроизвести неустановившийся ре­жим работы двигателя;

зафиксировать максимальное по­казание, при необходимости — с по­мощью так называемого делителя 5, за­тем, перед следующим замером, сбро­сить показание выключателем «теку­щего максимума».

Прибор для измерения дымности модели DFM-2 является модификацией прибора FM-2 для дизельных двигате­лей; принципы их работы аналогичны, поэтому подробное его описание не приводится.

Допустимое напряжение питания от батареи или аккумулятора   4-25 В.